D形鈦籠與傳統圓形鈦籠在山羊脊柱融合中的對比分析

阮　慶,趙昆池,李　威，李　然,孟春陽,朱慶三,王翠杰,尹　飛*

(1.吉林大學中日聯誼醫院 骨科，吉林 長春130033；2.吉林大學第一醫院 兒科，吉林 長春130021)

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D形鈦籠與傳統圓形鈦籠在山羊脊柱融合中的對比分析

阮慶1,趙昆池1,李威2，李然1,孟春陽1,朱慶三1,王翠杰1,尹飛1*

(1.吉林大學中日聯誼醫院 骨科，吉林 長春130033；2.吉林大學第一醫院 兒科，吉林 長春130021)

近年來，隨著脊柱腫瘤、結核以及交通意外所致高能量損傷的增加，脊柱重建手術快速發展，圓形鈦籠作為一種支撐材料被廣泛運用于脊柱重建手術之中，雖然其有較好的穩定性及良好的植骨融合效果，但是臨床工作中仍能觀察到植骨未愈合的情況。為了增加脊柱植骨融合率，我們根據人體脊柱椎體的解剖形態設計了一種D形鈦籠，為了驗證這種D形鈦籠是否在脊柱融合中真的起到輔助作用，在椎體部分切除后采用相同前后徑的傳統鈦籠和D形鈦籠分別進行山羊脊柱融合的實驗，評價兩種不同形狀鈦籠的融合效果，為進一步臨床推廣應用提供科學依據。

1材料與方法

1.1材料

選取成熟山羊8只，年齡1.5-3.5歲，體重30.0±2.0 kg，體重相近,以保證山羊腰椎體截面積及長度大致相同，隨機分為兩組,每組四只，A組植入傳統圓形鈦籠，B組植入相同前后徑D形鈦籠(傳統圓形鈦籠和D形鈦籠截面結構見圖1)。

1.2方法

1.2.1麻醉及手術處理使用陸眠寧0.03 ml/kg對羊進行肌肉注射麻醉，根據肋骨及橫突進行體表定位，確定腰椎序列后，采取右側臥位，進行羊腰椎后外側入路單椎體切除術，分別植入相同前后徑并已填充自體骨的傳統圓形鈦籠及D形鈦籠，然后在上下椎體使用鋼板固定。

圖1　傳統圓形鈦籠和D形鈦籠截面結構比較示意圖

1.2.2標本的采集將飼養4個月的山羊處死，僅保留鈦籠上下融合椎體，并咬除椎體周圍的附件部分。

2結果

2.1骨融合影像學檢查情況

2.1.1X線檢查及觀察結果除去標本外側鋼板，行X線檢查，結果發現植入的D形及圓形鈦籠位置良好，無移位、松動、傾斜等跡象，在鈦籠與上下椎體接觸面，均可觀察到骨樣密度影，無明顯透亮區，提示鈦籠與椎體接觸部位已有骨組織長入。

2.1.2三維CT掃描結果對融合標本進行CT薄層掃描并進行三維重建，觀察鈦籠內植骨，及與上下椎體骨質愈合情況。結果發現兩組鈦籠內均有成骨發生，并與上下椎體骨質連續。本實驗測定鈦籠和椎體接觸面CT值及同一腰椎體CT值,計算兩者比值,以此來評價骨愈合情況。CT檢查結果顯示，B組鈦籠和椎體接觸面CT值(CTl)與同一椎體CT值(CT0)比值即CT1/CT0高于A組(P<0.05)，見表1。

表1　鈦籠與椎體接觸截面CT值

2.2骨融合標本病理檢查結果

2.2.1大體標本觀察結果融合標本已成為一體，無明顯活動度，鈦籠與上下椎體接觸處已被硬性組織覆蓋，成梭形，提示局部已有明顯骨痂形成。鈦籠表面覆蓋一層韌性軟組織，可能為纖維組織膜。

2.2.2鏡下觀察結果融合標本中鈦籠與椎體接觸面可見連續骨小梁通過，只是B組中骨小梁數量較A組多，且形態更接近正常骨小梁。

3討論

隨著腫瘤、結核及高能量脊柱創傷發病率的逐年上升，病灶清除或骨折脫位椎體的切除所造成的大面積骨缺損成了手術治療的難題。鈦籠作為一種支撐材料最先由Hams于20世紀90年代設計完成[1]，最初用于頜面外科及髖關節手術當中，后來由Jurgen Harms和Lutz Biedermann首先用于脊柱外科[2]。鈦籠運用于脊柱手術中，不僅可以提供即刻的穩定性，還能有效重建脊柱，恢復其高度和序列[3]。鈦籠一般為中空的筒狀，側壁有菱形孔，目前脊柱外科手術中，對于鈦籠的長度，直徑及形狀沒有統一的規范，這也造成了許多的問題。有很多人發現[4-7]，鈦籠在運用于脊柱融合手術中出現鈦網塌陷，及部分植骨未融合的情況。這其中可能的原因[5]，患者骨質疏松，鈦籠與椎體接觸面小，終板刮除過多，鈦籠修剪不當等等。針對這些問題,有不少學者重新設計了鈦籠[8]，如在鈦籠兩端加墊片，或者是將墊片設計成符合上下終板的解剖學形態，增加接觸面積，降低剪切力；還有人[2]，設計了更加符合頸椎生理曲度的梯形鈦籠，通過在尸體上進行測試，發現其在最大負荷及剛度上都優于傳統直形鈦籠。本研究設計的D形鈦籠，具有更加符合人腰椎體的解剖學形態，在保證相同前后徑鈦籠的情況下，比傳統圓形鈦籠與椎體的接觸面積大。本實驗結果顯示B組鈦籠和椎體接觸面CT值(CTl)與同一椎體CT值(CT0)比值即CT1/CT0高于A組(P<0.05)，說明D形鈦籠在脊柱重建中的植骨融合效果優于傳統的圓形鈦籠。

參考文獻：

[1]何志安，李榮祝.鈦網在治療脊柱結核中的應用進展[J].醫學綜述.2013，19(20):3745.

[2]蔡力，賀仕雄，姚國榮.不同形狀鈦網植入后植骨界面的生物力學性能[J].中國組織工程研究與臨床康復.2010，14(48):8980.

[3]沈皆亮，郝杰，胡偵明.后路椎體次全切鈦網植入內固定治療胸腰椎爆裂[J].骨折創傷外科雜志,2015，17(5):430.

[4]劉海燕，張向榮，劉劍飛.后路椎弓根釘固定椎體次全切除鈦網植骨融合治療嚴重胸腰椎骨折[J].中醫正骨,2014，26(2):38.

[5]郭永飛，陳德玉，徐建偉.頸前路鈦網植骨融合術后鈦網沉陷的原因分析[J].中國脊柱脊髓雜志,2005，15(7):409.

[6]孔金海,呂國華,康意軍.頸前路鈦網植骨融合術后鈦網沉陷的原因探討[J].中國脊柱脊髓雜志,2007,17(2):98.

[7]葉永平,陳丹,符臣學.不同頸椎前路融合植骨92例并發癥分析:鈦網植骨與整塊自體骨植骨比較[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14(9):1617.

[8]陳德玉，陳宇，葉曉健.一種新型植骨重建鈦網的初步臨床應用[J].脊柱外科雜志,2010,8(4):193.

*通訊作者

文章編號：1007-4287(2016)07-1053-02

(收稿日期：2015-05-25)